基于圖像識別的5個不同產地克氏原螯蝦(Procambarus clarkii)形態(tài)差異分析*

田 燦 李 飛 蘇勝彥, 唐永凱 劉 波 俞菊華 于 凡 李建林 李紅霞 宋長友 王美垚

基于圖像識別的5個不同產地克氏原螯蝦()形態(tài)差異分析*

田 燦1李 飛3蘇勝彥1, 2①唐永凱2①劉 波2俞菊華2于 凡2李建林2李紅霞2宋長友2王美垚2

(1. 上海海洋大學 水產科學國家級實驗教學示范中心 上海 201306; 2. 中國水產科學研究院淡水漁業(yè)研究中心 農業(yè)農村部淡水漁業(yè)與種質資源利用重點實驗室 無錫 214081; 3. 農業(yè)農村部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點實驗室 浙江省淡水水產遺傳育種重點實驗室 浙江省淡水水產研究所 湖州 313001)

為了解江蘇、江西、湖北、上海、河南5個地區(qū)克氏原螯蝦()的形態(tài)差異和獲取快速、有效的形態(tài)鑒別方法, 本研究采用傳統(tǒng)形態(tài)測量法和地標點法來分析各產地形態(tài)差異。結果顯示: (1) 克氏原螯蝦雌雄群體相對扭曲主成分分析, 前三個主成分累計貢獻率分別為79.96%、67.21%, 傳統(tǒng)形態(tài)測量法前三個主成分累計貢獻率分別為76.77%、82.70%, 兩種方法均表明其形態(tài)差異主要體現在頭胸甲及腹部部位; (2) 聚類分析將克氏原螯蝦5群體聚為兩支, 上海、河南、江西、湖北群體聚為一支, 江蘇群體單獨聚為一支。(3) 地標點法雌雄群體綜合判別準確率分別為100%、94%, 傳統(tǒng)形態(tài)測量法綜合判別準確率均為56%。以上研究結果表明不同產地間克氏原螯蝦具有一定的形態(tài)差異, 且地標點法區(qū)分不同產地克氏原螯蝦群體差異性效果顯著, 這將有利于克氏原螯蝦生產和選育過程中群體的鑒別及外形特征的快速獲取。

克氏原螯蝦; 地標點法; 傳統(tǒng)形態(tài)測量法; 形態(tài)差異性; 產地

克氏原螯蝦()俗稱小龍蝦, 肉質鮮美, 營養(yǎng)豐富, 是我國重要的養(yǎng)殖經濟蝦類(柳富榮, 2002)。近年來, 克氏原螯蝦養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速, 由于各地生長環(huán)境不同, 種質資源來源不同使得行業(yè)中小龍蝦種質較為混亂, 市場上形態(tài)和品質參差不齊的克氏原螯蝦(Paglianti, 2004; Ramalho, 2008)嚴重影響行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展和漁民的增收, 為了對全國范圍內的克氏原螯蝦種質資源狀況有充分的了解, 本研究擬對不同產地群體進行有效區(qū)分和鑒別, 從而有利于展開種質資源的保護和利用等后續(xù)研究工作。

關于種群鑒定, 基于形態(tài)學及遺傳多樣性的研究手段是常用的兩種方法。形態(tài)學研究以傳統(tǒng)形態(tài)測量法為主(韓曉磊等, 2011a, b; 鄭友等, 2014; 張萌等, 2016), 遺傳多樣性研究多采用微衛(wèi)星分析(彭剛等, 2010; 邢智珺等, 2014; 李喜蓮等, 2016), 隨機擴增多態(tài)性DNA標記技術(Random Amplified Polymorphic DNA, RAPD)(張龍崗等, 2014), 擴增片段長度多態(tài)性分子標記技術(Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP)(宋亮等, 2012; 黃羽, 2012)等。與形態(tài)學方法相比, 通過遺傳多樣性來構建進化樹從而進行親子鑒定、種屬鑒定具有準確率高、不受年齡限制等優(yōu)點, 但是其需要提取DNA, 進行引物的篩選再聚類等復雜步驟, 成本較高。與遺傳學方法相比, 形態(tài)學鑒定成本較低, 易操作, 不受設備等因素的影響。近年來以人臉識別為標志的形態(tài)學鑒別已成功應用于多種場景。本文擬從形態(tài)學的角度進行克氏原螯蝦不同地理群體的種屬鑒定問題, 這與克氏原螯蝦不同地理群體在形態(tài)和品質具有一定的差異的背景相一致(Paglianti, 2004; Ramalho, 2008)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本研究選取上海、江蘇、江西、河南、湖北5個不同群體克氏原螯蝦, 每個群體選取規(guī)格相近雌雄各10尾進行形態(tài)學研究, 群體詳細信息見表1。

表1 采樣信息表

Tab.1 The information of sampling

1.2 樣品處理及圖像獲取

將所采集到的克氏原螯蝦進行形態(tài)固定, 利用相機獲取其圖像。樣本與相機應保持垂直平行, 樣本方向, 相機方位等均應保持一致(白明等, 2007)。

1.3 實驗方法

1.3.1 傳統(tǒng)形態(tài)測量法 運用tpsDig32軟件測量每尾蝦的全長(total length)、體長(body length)、頭胸甲長(carapace length)、腹部長(length of abdomen)、頭胸甲寬(carapace width)、腹部寬(segment height)、尾扇長(length of tail-fan)(圖1), 測量標準參考鄒節(jié)新等(2014)記載的克氏原螯蝦分類學研究方法, 精確至0.01mm。為避免蝦體大小對參數的影響, 將各形態(tài)指標與體長的比或取2個形態(tài)指標的比值進行數據分析。本研究共選取了10項形態(tài)比例參數(表2)。

求出10項形態(tài)比例參數的平均值, 采用歐式距離系統(tǒng)聚類法對這些平均值進行聚類分析; 將數據進行校正, 對5個不同產地克氏原螯蝦群體形態(tài)比例參數進行主成分分析, 將第1、2主成分繪制主成分散點圖, 以便對不同群體進行形態(tài)歸類; 運用逐步判別分析法進行判別分析, 從判別分析中篩選出貢獻較大的參數建立判別函數, 判別準確率的計算參照李思發(fā)等(1998)的方法。數據處理采用Excel和SPSS23軟件。

1.3.2 地標點法 地標點選取標準、TPS系列軟件使用方法同鄭朝臣等(2017)。根據地標點的同源性, 運用TPS系列軟件從克氏原螯蝦背面選取了36個地標點, 確定每個地標點的x、y坐標值(2D), 建立數據文件。其中Ⅰ型地標點: 2—5、11、17、23—26; Ⅱ型地標點: 6—10、13、15、18—22、27—36; Ⅲ型地標點: 1、12、14、16(圖2)。

圖1 克氏原螯蝦形態(tài)測量指標與地標點位置圖

注: a. 全長, b. 體長, c. 頭胸甲長, d. 腹部長, e. 尾扇長, f. 頭胸甲寬, g. 腹寬

運用TPS系列軟件檢驗所有地標點的有效性, 計算平均形(mean shape)和相對扭曲主成分得分(relative warps scores), 描繪出克氏原螯蝦背面和腹面的網格圖, 比較其與平均形的形態(tài)差異, 實現克氏原螯蝦群體間的形態(tài)差異可視化。根據克氏原螯蝦各樣本的相對扭曲主成分得分, 采用歐式系統(tǒng)聚類法對相對扭曲主成分得分平均值進行聚類分析, 建立Bayes判別函數, 用逐步判別法進行判別分析, 運用SPSS 23軟件, 進行統(tǒng)計分析。

2 結果

2.1 地標點法分析不同來源克氏原螯蝦群體的表型差異

本文測定了克氏原螯蝦雌雄群體切空間距離(distance in tangent space, y軸)和普氏距離(procrustes distance, x軸)的回歸分析系數均為0.996, 說明所選取的地標點符合地標點分析要求。克氏原螯蝦雌雄群體平均形及所有地標點重疊后的效果如圖2。群體間形態(tài)差異分析結果見圖3, 雌雄群體相對網格平均形而言, 形態(tài)差異主要體現在頭胸甲及腹部部位的Ⅱ型地標點, 具體為地標點4—6、22—24、28—32、35、36變形最大。從以上分析可以得出克氏原螯蝦頭胸甲和腹部部位的各地標點是其形態(tài)差異的主要來源。

表2 10項克氏原螯蝦形態(tài)特征比例參數

Tab.2 The 10 morphometric indices of P. clarkii

注: a. 全長, b. 體長, c. 頭胸甲長, d. 腹部長, e. 尾扇長, f. 頭胸甲寬, g. 腹寬

圖2 5個產地克氏原螯蝦平均形及所有地標點矢量化的重疊效果

注: a. 克氏原螯蝦平均形(♂); b. 所有地標點矢量化的重疊效果(♂); c. 克氏原螯蝦平均形(♀); d. 所有地標點矢量化的重疊效果(♀)

圖3 5個克氏原螯蝦群體的網格變形圖(變異擴大10倍)

注: 雌體: a. 上海; b. 江蘇; c. 江西; d. 河南; e. 湖北; f. 平均形; 雄體: g. 上海; h. 江蘇; i. 江西; j. 河南; k. 湖北; l. 平均形

2.2 主成分分析

將不同產地克氏原螯蝦10個形態(tài)比例參數進行主成分分析, 雌雄群體前2個主成分累計貢獻率均超過50%(表3), 解釋了主要形態(tài)差異。在雌性群體中, 第1主成分X5、X8、X9、X10貢獻率較高; 第2主成分X3、X6、X7貢獻率較高; 雄性群體中, 第1主成分X1、X2、X5、X6、X8、X10貢獻率較高; 第2主成分X3、X7貢獻率較高說明5個群體形態(tài)特征差異主要體現在頭胸甲長、頭胸甲寬、腹部長、腹部寬。

地標點法相對扭曲主成分分析, 雌雄群體前兩個主成分累計貢獻率分別為73.04%、54.75%(表4), 超過了50%, 代表其形態(tài)差異的主要部分。克氏原螯蝦雌雄群體Ⅰ型地標點累計貢獻率分別為16.69%、20.10%; Ⅱ型地標點累計貢獻率分別為78.39%、72.70%; Ⅲ型地標點累計貢獻率分別為4.93%、7.20%(表5), 表明Ⅱ型地標點是克氏原螯蝦形態(tài)差異的主要來源, Ⅱ型地標點代表克氏原螯蝦頭胸甲及腹部的形態(tài)特征, 此結果與傳統(tǒng)形態(tài)測量法結果相同。

圖4為兩種方法雌雄群體第1、2主成分散點圖。從圖4a、b中可看出各產地雌雄群體形態(tài)比例參數主成分重疊程度較大, 不易區(qū)分。相對扭曲主成分散點圖(圖4c, 4d)顯示雌雄群體散布趨勢相似, 上海、江西、河南、湖北重疊程度較大, 江蘇群體與其他群體重疊較少。

表3 克氏原螯蝦雌雄群體形態(tài)特征因子負荷矩陣及主成分貢獻率

Tab.3 Component matrix and contributive proportions of principal components on morphometric indices of female and male P. clarkii

注: 加粗字體表示負荷值大于0.50, 并作為主因子

表4 相對扭曲得分前3個主成分貢獻率

Tab.4 The first 3 principal component contribution rates of the relative warps scores

表5 不同地標點相對扭曲分析貢獻率

Tab.5 Relative contribution of each landmark to relative warps

2.3 聚類分析

本文分別對克氏原螯蝦群體形態(tài)比例參數平均值、相對扭曲主成分得分平均值作聚類分析, 結果如圖5。形態(tài)比例參數平均值聚類分析將群體分為兩支, 雌性群體中江蘇、河南群體歐氏距離最短, 首先聚為一支, 之后與江蘇、湖北群體聚為一支, 江西群體單獨聚為一支(圖5a)。雄性群體與雌性群體聚類結果相似, 上海、河南群體歐氏距離最短, 首先聚為一支, 之后與江蘇、湖北群體聚為一支, 江西群體單獨聚為一支(圖5b)。相對扭曲主成分得分平均值聚類分析, 雌性群體與雄性群體結果相似(圖5c, 5d), 均為江蘇群體單獨聚為一支, 此聚類結果與相對扭曲第1、2主成分散點圖結果相同。

2.4 判別分析

克氏原螯蝦5個地理群體判別分析中, F檢驗判別效果均較好(<0.01)。雌雄群體相對扭曲主成分得分綜合判別準確率分別為100%、94%(表6)。而形態(tài)比例參數主成分得分綜合判別準確率較低均為56%(表7)。利用基于地標點法的幾何形態(tài)學測量可以有效判別不同產地克氏原螯蝦, 判別效果較傳統(tǒng)形態(tài)測量法好。

圖4 第1、第2主成分散點圖

注: a. 形態(tài)比例參數主成分(♀), b. 形態(tài)比例參數主成分(♂), c. 相對扭曲分數主成分(♀), d. 相對扭曲分數主成分(♂)

圖5 5個不同產地克氏原螯蝦群體聚類分析

注: a. 形態(tài)比例參數主成分(♀); b. 形態(tài)比例參數主成分(♂); c. 相對扭曲分數主成分(♀); d. 相對扭曲分數主成分(♂)

表6 地標點法克氏原螯蝦群體產地判別結果

注: 括號外的數字表示判別后的樣本尾數, 括號內數字表示判別準確率

表7 傳統(tǒng)形態(tài)測量法克氏原螯蝦群體產地判別結果

注: 括號外的數字表示判別后的樣本尾數, 括號內數字表示判別準確率

3 討論

3.1 基于形態(tài)學特征的群體判別

通過形態(tài)學及遺傳多樣性兩種方法來對不同地理群體間進行種質鑒定已在多個物種中應用。尹潔等(2020)、宋垚萱等(2018)分別在青島和舟山的星康吉鰻()群體、角木葉鰈()群體進行形態(tài)學及遺傳學研究中, 群體間形態(tài)差異顯著, 但遺傳多樣性差異不顯著, 這可能是由于種群遺傳分化所需時間跨度要長于形態(tài)學上表現出差異所需的時間。武小斌(2017)采用形態(tài)標記和微衛(wèi)星標記等對日本沼蝦()野生群體進行形態(tài)差異分析及群體遺傳多樣性的研究中, 遺傳多樣性水平較高, 其中微山湖群體相對于其他三個野生群體表現出較高的遺傳多樣性水平; 通過遺傳多樣性來構建進化樹從而進行親子鑒定、種屬鑒定具有準確率高、不受年齡限制等優(yōu)點, 但是其需要提取DNA, 進行引物的篩選再聚類等復雜步驟, 成本也較高。相比較而言, 形態(tài)學鑒定成本低, 易操作, 不受設備等因素的影響, 而且在人臉識別中應用優(yōu)勢明顯, 故本文擬從形態(tài)學的角度進行克氏原螯蝦不同地理群體的種屬鑒定問題。

3.2 形態(tài)差異的原因

由于地理隔離的原因, 使得同一親本在不同地理環(huán)境下其形態(tài)、生理甚至遺傳結構會出現一定的差異(Gould, 1978)。張龍等(2018)研究發(fā)現10個不同水域克氏原螯蝦群體產生了一定程度的形態(tài)差異。蔡曉鵬等(2010)利用多元分析方法, 對5個地理群體間的中國沿海日本囊對蝦()進行形態(tài)差異比較分析; 孫悅娜(2007)對我國五大湖日本沼蝦()群體進行了比較研究, 發(fā)現群體間形態(tài)差異顯著。本文從5個主養(yǎng)地區(qū)收集小龍蝦種質資源, 分別采用傳統(tǒng)形態(tài)測量法和地標點法對其進行分析, 從表型角度看它們之間的差異。

兩種方法均顯示5個群體形態(tài)特征差異體現在克氏原螯蝦頭胸甲及腹部部位。傳統(tǒng)形態(tài)測量法中, 雌雄群體前兩個主成分貢獻較高的分別是X3、X5、X7、X8、X10, 則其群體形態(tài)特征差異主要體現在頭胸甲長、頭胸甲寬、腹部長、腹部寬。地標點法相對扭曲主成分分析, 雌雄群體Ⅱ型地標點貢獻率均較高, Ⅱ型地標點主要代表蝦頭胸甲及腹部部位。張萌等(2016)對國內長江水系、珠江水系、淮河水系、東南沿海水系等14個自然水系克氏原螯蝦的形態(tài)差異進行分析, 結果顯示雌雄群體前四個主成分累計貢獻率分別為79.49%、79.81%, 其形態(tài)特征差異主要體現在頭胸甲長、頭胸甲寬、腹部長、腹部寬等。鄭友等(2014)同樣證明克氏原螯蝦頭胸甲高、頭胸甲寬、腹部寬和腹部長等是不同群體的形態(tài)差異的主要來源?？耸显r頭胸甲部位主要是攝食和感覺中心, 對食物、外界環(huán)境變化較為敏感; 腹部是運動中心, 克氏原螯蝦覓食、打斗, 挖穴、防御等行為中腹部是基本的支撐點, 各個地區(qū)由于地理位置、養(yǎng)殖方式、養(yǎng)殖密度、天氣等原因造成養(yǎng)殖環(huán)境不盡相同進而造成頭胸甲部位和腹部出現不同程度的差異(Bergman, 2003; 羅福廣等, 2010), 因此可以利用克氏原螯蝦頭胸甲部位及腹部某些部位進行各產地形態(tài)差異研究。

3.3 兩種方法進行判別分析的比較

馮波等(2011)、蘇杭(2016)研究發(fā)現, 相較于傳統(tǒng)形態(tài)測量法, 地標點法更適合區(qū)分群體形態(tài)差異。本研究采用地標點法和傳統(tǒng)形態(tài)測量法均能從形態(tài)上對5個克氏原螯蝦地理群體進行區(qū)分。主成分分析時, 兩種方法均顯示5個群體形態(tài)特征差異體現在克氏原螯蝦頭胸甲及腹部部位, 而地標點法將形態(tài)差異可視化, 更直觀精確的顯示群體形態(tài)差異部位。雌雄群體形態(tài)比例參數第1、2主成分散點圖顯示各群體重疊程度較大不易區(qū)分與其聚類分析結果不符。而相對扭曲第1、2主成分散點圖, 雌雄群體均顯示江蘇群體與其他群體重疊較少, 與聚類分析結果相同。馮波等(2011)采用傳統(tǒng)形態(tài)測量法與地標點法區(qū)分短吻鲾()群體間差異性, 結果表明傳統(tǒng)形態(tài)測量法主成分散點圖區(qū)分效果強于地標點法, 可能是由于作者地標點選取較少, 不能代表短吻鲾的形態(tài)特征。蘇杭(2016)基于地標點法分析鑒別兩種頭足類()上下顎的研究中發(fā)現, 相對于傳統(tǒng)形態(tài)測量法, 地標點法對不同種類間的頭足類上下顎具有良好的判別效果。本研究中克氏原螯蝦雌雄群體相對扭曲主成分得分綜合判別準確率分別為100%、94%, 高于傳統(tǒng)形態(tài)測量法判別效果。綜合以上結果顯示, 地標點法在區(qū)分5個克氏原螯蝦群體形態(tài)差異時效果更好。

3.4 地標點法在地理種群判別中的優(yōu)勢

鄭朝臣等(2017)利用地標點法對長江水系的八個自然水域的中華絨螯蟹形態(tài)上的差異進行分析, 相對扭曲主成分的判別分析對雄性以及雌性蟹背甲的判別準確率均為100%。且所提取的地標點中Ⅱ型地標點貢獻率較高作用較大。姜濤等(2018)利用地標點法對珠江口與九江口的鳳鱭()與七絲鱭()的耳石特征進行研究, 判別分析正確率均為100%, 其中主凹槽上的地標點相對扭曲貢獻率達76.10%, 遠高于輪廓上地標點所貢獻, 證明主凹槽上的地標點位置在耳石種群形態(tài)區(qū)分中作用較大。侯剛等(2013)利用地標點法對北部灣4種白姑魚矢耳形態(tài)進行分析, Ⅱ型地標點貢獻率較大, 解釋了主要形態(tài)變異。本研究采用地標點法對不同地區(qū)克氏原螯蝦的形態(tài)進行分析, 雌性群體Ⅰ、Ⅱ型地標點累計貢獻率分別為16.69%、78.39%。雄性群體Ⅰ、Ⅱ型地標點累計貢獻率分別為20.10%、72.70%, Ⅱ型地標點相較于輪廓上的Ⅰ型地標點累計貢獻率更高?？耸显r背面存在很多突出點、凹陷點及各組織間的交點, 形成許多Ⅰ、Ⅱ型地標點, 因此, 相較于其他的形態(tài)測量法, 地標點法對克氏原螯蝦的形態(tài)分析及產地判別效果更好。

4 結論

本研究分別采用地標點法和傳統(tǒng)形態(tài)測量法對我國五個不同產地克氏原螯蝦群體間形態(tài)特征進行分析, 結果表明兩種方法均將各群體進行了有效的區(qū)分, 且地標點法更高效。在后續(xù)研究中, 我們還需通過增加樣本量及更多地理群體, 篩選最適地標點等更全面的了解兩種方法間的優(yōu)劣和不同產地克氏原螯蝦群體間差異, 為篩選優(yōu)質種苗, 研究種群間差異提供參考資料。

尹 潔, 牟秀霞, 張崇良等, 2020. 我國近海星康吉鰻群體的形態(tài)學、遺傳學比較研究. 水產學報, 44(3): 358—367

白 明, 楊星科, 2007. 幾何形態(tài)測量法在生物形態(tài)學研究中的應用. 昆蟲知識, 44(1): 143—147

馮 波, 程羅妹, 2011. 幾何形態(tài)學方法區(qū)分短吻鲾地方種群的研究. 上海海洋大學學報, 20(5): 677—681

邢智珺, 姜虎成, 陸 偉等, 2014. 江蘇8個克氏原螯蝦群體遺傳多樣性微衛(wèi)星分析. 上海海洋大學學報, 23(5): 656—662

孫悅娜, 2007. 我國五大湖青蝦的形態(tài)差異、DNA分子標記及沼蝦屬系統(tǒng)進化的研究. 上海: 上海水產大學碩士學位論文, 18—24

蘇 杭, 2016. 幾何形態(tài)測量學法在大洋性頭足類種間及種群鑒別中的應用. 上海: 上海海洋大學碩士學位論文, 65—66

李思發(fā), 李晨虹, 李家樂, 1998. 尼羅羅非魚品系間形態(tài)差異分析. 動物學報, 44(4): 450—457

李喜蓮, 李 飛, 朱俊杰等, 2016. 基于SSR標記的克氏原螯蝦種質資源遺傳多樣性研究. 華中農業(yè)大學學報, 35(2): 63—68

鄒節(jié)新, 汪 雁, 鐘永亮等, 2014. 鄱陽湖克氏原螯蝦的分布現狀及其群體外部形態(tài)聚類分析. 長江流域資源與環(huán)境, 23(3): 415—421

宋 亮, 韓曉磊, 夏 嬋等, 2012. 不同地區(qū)克氏原螯蝦遺傳多樣性的AFLP分析. 江蘇農業(yè)學報, 28(2): 359—364

宋垚萱, 高天翔, 楊天燕等, 2018. 角木葉鰈的群體遺傳多樣性研究和形態(tài)學分析. 中國海洋大學學報, 48(2): 49—55

張 龍, 石林林, 梁宏偉等, 2018. 長江流域10個不同水域克氏原螯蝦野生群體形態(tài)差異分析. 淡水漁業(yè), 48(3): 33—39

張 萌, 白 俊, 金 輝等, 2016. 不同地理群體的克氏原螯蝦形態(tài)差異多元分析. 南昌大學學報(理科版), 40(2): 188—196

張龍崗, 楊 玲, 劉羽清等, 2014. 山東省克氏原螯蝦3個地理群體遺傳差異的RAPD分析. 長江大學學報(自然科學版), 11(17): 37—39

武小斌, 2017. 日本沼蝦4個野生群體形態(tài)學(體征)分析及遺傳多樣性研究. 保定: 河北大學碩士學位論文, 28—36

羅福廣, 李 斌, 羅平秀等, 2010. 中國沿海管角螺4個自然群體形態(tài)差異的比較. 中國海洋大學學報, 40(3): 65—70

鄭 友, 胡火根, 唐建清等, 2014. 不同水域克氏原螯蝦群體的形態(tài)差異分析. 南昌大學學報(理科版), 38(1): 96—102

鄭朝臣, 姜 濤, 駱仁軍等, 2017. 不同產地中華絨螯蟹形態(tài)差異的地標點法分析. 水產學報, 41(12): 1896—1907

柳富榮, 2002. 克氏螯蝦的開發(fā)前景及養(yǎng)殖技術. 漁業(yè)現代化, (2): 23—25

侯 剛, 王學鋒, 朱立新等, 2014. 基于幾何形態(tài)測量學的4種金線魚矢耳石識別研究. 海洋與湖沼, 45(3): 496—503

侯 剛, 劉丹丹, 馮 波等, 2013. 基于地標點幾何形態(tài)測量法識別北部灣4種白姑魚矢耳石形態(tài). 中國水產科學, 20(6): 1293—1302

姜 濤, 鄭朝臣, 黃洪輝等, 2018. 基于地標點法的九龍江口和珠江口鳳鱭和七絲鱭耳石形態(tài)學特征比較. 南方水產科學, 14(6): 10—16

黃 羽, 2012. 鄱陽湖流域克氏原螯蝦的資源狀況及長江中下游克氏原螯蝦遺傳多樣性研究. 南昌: 南昌大學碩士學位論文, 36—62

彭 剛, 劉偉杰, 李佳佳等, 2010. 長江流域3個克氏原螯蝦野生群體遺傳結構的微衛(wèi)星分析. 江蘇農業(yè)學報, 26(5): 1115—1117

彭 艷, 曾 燏, 張 臣等, 2018. 嘉陵江不同江段蛇鮈耳石形態(tài)特征及差異. 水產學報, 42(12): 1896—1905

韓曉磊, 馬 強, 李小蕊等, 2011a. 不同地區(qū)克氏原螯蝦群體的形態(tài)差異分析. 水生態(tài)學雜志, 32(3): 82—87

韓曉磊, 馬 強, 李小蕊等, 2011b. 中國螯蝦科蝦類(克氏原螯蝦和東北螯蝦)形態(tài)差異及判別分析. 中國農學通報, 27(11): 61—65

蔡小娜, 張若楠, 李 陽等, 2019. 地標點法在夜蛾昆蟲數字化分類中的應用研究. 環(huán)境昆蟲學報, 41(1): 106—112

蔡曉鵬, 游欣欣, 曾凡榮等, 2010. 中國沿海日本囊對蝦5個地理群體間形態(tài)差異比較分析. 中國水產科學, 17(3): 478—486

Bergman D A, Moore P A, 2003. Field observations of intraspecific agonistic behavior of two crayfish species,and, in different habitats. The Biological Bulletin, 205(1): 26—35

Bookstein F L, 1986. Size and shape spaces for landmark data in two dimensions. Statistical Science, 1(2): 181—222

Gould S J, Woodruff D S, 1978. Natural history of Cerion VIII: Little Bahama Bank-A revision based on genetics, morphometrics, and geographic distribution. Bulletin of the Museum of Comparative Zoology, 148: 371—415

Paglianti A, Gherardi F, 2004. Combined effects of temperature and diet on growth and survival of young-of-year crayfish: A comparison between indigenous and invasive species. Journal of Crustacean Biology, 24(1): 140—148

Ramalho R O, Correia A M, Anastácio P M, 2008. Effects of density on growth and survival of juvenile Red Swamp Crayfish,(Girard), reared under laboratory conditions. Aquaculture Research, 39(6): 577—586

Rohlf F J, 1986. Relationships among eigenshape analysis, Fourier analysis, and analysis of coordinates. Mathematical Geology, 18(8): 845—854

Rohlf F J, Slice D, 1990. Extensions of the procrustes method for the optimal superimposition of landmarks. Systematic Zoology, 39(1): 40—59

IMAGE-BASED MORPHOMETRIC DISCRIMINATION OF CRAWFISH () FROM 5 HABITATS

TIAN Can1, LI Fei3, SU Sheng-Yan1, 2, TANG Yong-Kai2, LIU Bo2, YU Ju-Hua2, YU Fan2, LI Jian-Lin2, LI Hong-Xia2, SONG Chang-You2, WANG Mei-Yao2

(1. National Demonstration Center for Experimental Fisheries Science Education, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China;2. Key Laboratory of Freshwater Fisheries and Germplasm Resources Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Freshwater Fisheries Research Center, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuxi 214081, China; 3. Key Laboratory of Healthy Freshwater Aquaculture, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Key Laboratory of Freshwater Aquaculture Genetic and Breeding of Zhejiang Province, Zhejiang Institute of Freshwater Fisheries, Huzhou 313001, China)

To understand the morphological differences ofin 5 habitats or populations of Jiangsu, Jiangxi, Hubei, Shanghai, and Henan in China, and to obtain rapid and effective morphological identification methods, traditional morphological measurement methods and landmark method were used to analyze the morphological differences among the five habitats. The results show that first, the relative warps principal component analysis showed that the cumulative contribution rates of the first three principal components for male and femalewere 79.96% and 67.21%, and those of the first three principal components by traditional morphological measurement were 76.77% and 82.70%, respectively. Both methods showed that the morphological differences are mainly reflected in the carapace and abdomen. Secondly, the five populations were clustered into two branches as shown in cluster analysis. The populations of Shanghai, Henan, Jiangxi, and Hubei were grouped into one, and the Jiangsu population were clustered into another one. Thirdly, the comprehensive discrimination accuracy of the landmark method for male and female populations was 100% and 94%, respectively, while that of the traditional method was 56% for all. In addition, there are some morphological differences inamong different habitats, and the landmark method could better distinguish them. This will be beneficial to the identification of the population and rapid acquisition of shape characteristics for the production and breeding of.

; landmark method; traditional morphometry; morphological difference; geographical origin

* 農業(yè)部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點實驗室開放課題, ZJK201915號; 現代農業(yè)產業(yè)技術體系專項, CARS-48號; 江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項目資助, CX(17)2007-01號。田 燦, 碩士研究生, E-mail: 18838256118@163.com; 同等貢獻第一作者: 李 飛, 副研究員, E-mail: lifeibest1022@163.com

蘇勝彥, 副研究員, E-mail: ouhaicourse@hotmail.com; 唐永凱, 副研究員, E-mail: tangyk@ffrc.cn

2020-03-14,

2020-05-21

Q954; S966.1

10.11693/hyhz20200300073